复合水泥基-水玻璃双液注浆材料性能及微观特性研究

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:gdgyhp
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传统水泥-水玻璃双液注浆材料因凝胶时间短、早期抗压强度高等优点,被广泛应用于地下富水地层的加固堵漏中。然其结构稳定性和抗地下水侵蚀性能差,易被地下水中所含酸类、盐类等物质腐蚀破坏。本文在传统水泥-水玻璃双液注浆材料的基础上,综合利用工业废渣(粉煤灰、矿渣),提出一种新型复合水泥基-水玻璃双液注浆材料,对该注浆材料性能及微观特性进行研究。根据水泥-水玻璃双液注浆材料快速凝胶和碱激发硅铝质材料的特点,提出以水泥复合粉煤灰、矿渣形成A液,与水玻璃B液混合,得到复合水泥基-水玻璃双液注浆材料。主要研究结论如下:(1)系统研究了钠基膨润土和萘系减水剂掺量、水玻璃模数和掺量、粉料比例等浆液工作性能凝胶性能的影响规律。结果表明:钠基膨润土、萘系减水剂掺量分别为3%、1%时,浆液具有较好的稳定性和流动性;浆液凝胶时间在几十秒到几分钟可调,可通过改变水玻璃掺量、波美度、及粉料比例来改变浆液凝胶时间;水玻璃掺量控制在20%时,结石体抗压强度最大,增大水玻璃波美度或水泥、粉煤灰、矿渣三者混掺均可提高结石体抗压强度。(2)对比分析复合水泥基-水玻璃双液注浆材料和传统水泥-水玻璃双液注浆材料在酸性介质、碳酸盐、硫酸盐等腐蚀条件下的强度损失,得出前者具有较高的抗化学侵蚀性能。(3)采用XRD、SEM等微观测试手段,研究浆液的微观特性。结果表明:掺入粉煤灰、矿渣后,复合水泥基-水玻璃双液浆水化产物Ca(OH)2的含量降低,水化早期,微观结构较为松散,随着龄期的延长,微观结构明显得到改善,逐渐变得密实。与标准养护条件下相比,在腐蚀条件下养护,传统水泥-水玻璃双液浆中Ca(OH)2含量显著减少,微观结构变得松散,而复合水泥基-水玻璃双液浆Ca(OH)2变化较小,微观结构依然相当密实。
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